土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題及策略探討

錢銳

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國建筑業(yè)也取得了較為明顯的進步。對土木工程來說，新時代也有很高的要求。土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅保證了結(jié)構(gòu)的可靠性、適用性和耐久性，而且關(guān)系到整個工程的造價。通過對土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的分析，提出了相應(yīng)的解決策略，希望對相關(guān)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：土木工程建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題;策略探討

土木工程專業(yè)自誕生以來，注定要在社會發(fā)展中發(fā)揮重要作用。土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是該學科的重要組成部分，建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)對整個土木工程行業(yè)有著非常重要的影響。回顧我國土木工程建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)工程涉及大量的專業(yè)領(lǐng)域，而且部分工程地理位置和周邊環(huán)境復雜，土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在一些問題，在很大程度上阻礙了工程的設(shè)計和施工進度。在此基礎(chǔ)上，采取有效措施解決土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，有利于工程的發(fā)展和土木工業(yè)的未來發(fā)展。針對土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及策略分析，首先分析了土木工程建筑結(jié)構(gòu)存在的問題，然后針對存在的問題提出了建設(shè)性的解決策略，以供參考^[1]。

一、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括前期方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)模型計算階段和施工圖設(shè)計三個重要部分。首先，根據(jù)建筑物的高度、布局、建筑物的功能和工程地質(zhì)勘查報告，結(jié)構(gòu)方案設(shè)計可以選擇結(jié)構(gòu)受力體系、結(jié)構(gòu)材料和確定結(jié)構(gòu)的布局。其次，根據(jù)建筑物的要求和規(guī)范規(guī)定的荷載組合，對結(jié)構(gòu)體系及其構(gòu)件進行內(nèi)力計算。在計算過程中，可以深化結(jié)構(gòu)布局，優(yōu)化各構(gòu)件尺寸，保證結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性、耐久性和經(jīng)濟性。最后，根據(jù)方案設(shè)計計算階段的結(jié)果，繪制施工圖紙。

二、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

（一） 建筑結(jié)構(gòu)的適用性

建筑結(jié)構(gòu)的適用性意味著結(jié)構(gòu)在正常使用過程中具有良好的工作性能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要目標是滿足建筑功能的需要，因此良好的適用性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要目標^[2]。

（二）建筑結(jié)構(gòu)的安全性

在建筑結(jié)構(gòu)的正常使用中，結(jié)構(gòu)會承受各種荷載和變形，但不會被破壞。當遇到地震、臺風、爆炸等突發(fā)事件時，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)繼續(xù)保持整體穩(wěn)定，允許局部破壞，而不能倒塌、斷裂等。

（三） 建筑結(jié)構(gòu)的耐久性

在正常施工、正常使用和維修的情況下，不需要花費大量的加固處理費用，即可在所要求的目標使用壽命內(nèi)滿足預期的安全性和使用性要求。例如，混凝土老化和鋼筋銹蝕不會縮短建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。

（四）建筑結(jié)構(gòu)的安全等級

現(xiàn)行國家規(guī)范《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50068-2018）根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞（危及人命、造成經(jīng)濟損失、造成社會影響等）后果的嚴重程度，將結(jié)構(gòu)安全等級分為三個等級（一級： 重要建筑; 二級： 大量一般建筑; 三級： 小型建筑）。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)規(guī)范對結(jié)構(gòu)的安全等級進行評定。大部分時間，同一建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合安全水平，但在特殊情況下，部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件可作出適當調(diào)整，例如在考慮整體經(jīng)濟影響時。

（五） 建筑結(jié)構(gòu)的極限設(shè)計

任何結(jié)構(gòu)或部分結(jié)構(gòu)都有一定的承載極限，一旦超過一定的極限，就不能繼續(xù)滿足設(shè)計的功能要求，稱之為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種情況。極限承載力狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到極限承載力或不適合連續(xù)承載的變形的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或部件在正常使用或耐久性方面達到規(guī)定極限的狀態(tài)^[3]。

三、土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

當前，隨著新時期社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，土木工程行業(yè)也日益受到關(guān)注，對土木工程行業(yè)的要求也越來越高。然而，根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀，我們可以發(fā)現(xiàn)仍然存在許多不足之處，主要體現(xiàn)在多個方面：

（一）土木工程建筑結(jié)構(gòu)的圖紙問題

施工圖是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的語言，是設(shè)計結(jié)果的表述，是土木工程施工的唯一標準和依據(jù)，是工程竣工驗收的參考標準。因此，它在整個建設(shè)環(huán)節(jié)中的地位是不言而喻的。然而，在實際設(shè)計過程中，往往存在一些設(shè)計人員不夠嚴謹、計算模型與施工圖紙不一致的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會給結(jié)構(gòu)的安全性和整體穩(wěn)定性帶來一些隱患。結(jié)構(gòu)施工圖則有時會出現(xiàn)與建筑圖則不符的問題，例如建筑物的門窗、剪力墻的厚度、電梯井的大小及部分斜坡的標高或坡度等等。這種問題在施工過程中很難及時發(fā)現(xiàn)，有些結(jié)構(gòu)構(gòu)件甚至需要進行粉碎和重新澆筑，不僅會給施工帶來不必要的麻煩，而且會給整個結(jié)構(gòu)帶來一定的危害，甚至造成安全事故。因此，在施工圖審核過程中，審核人員不僅要對結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計進行審核，還要將結(jié)構(gòu)圖與施工圖進行核對^[4]。

（二）土木工程建筑結(jié)構(gòu)的地下空間的耐久性問題

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市對地下空間的需求日益增加。各種商業(yè)、公共和民用建筑對地下空間都有很大的需求。在這種環(huán)境下，建筑物的地下室設(shè)計也是必不可少的一部分。然而，目前一些設(shè)計人員只注重地面建筑部件的耐久性，而忽視了地下結(jié)構(gòu)、干濕環(huán)境的地下土壤、凍融環(huán)境或除冰鹽等氯化物環(huán)境的耐久性等問題。存在地下結(jié)構(gòu)裂縫計算不夠嚴謹、節(jié)點防水處理不到位等問題。這些問題不僅會影響地下空間的適用性，而且會對主體結(jié)構(gòu)造成危害，設(shè)計人員應(yīng)予以重視。

（三）土木工程建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題

地基和基礎(chǔ)是整個建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的決定性因素。因此，建筑物的基礎(chǔ)應(yīng)采用可調(diào)整不均勻沉降的基礎(chǔ)形式，滿足基礎(chǔ)承載力和完整性的要求。此外，建筑結(jié)構(gòu)的高寬比也是一個重要指標。根據(jù)經(jīng)濟性和使用性原則，合理控制建筑結(jié)構(gòu)的高寬比。

四、土木工程建筑結(jié)構(gòu)中問題的解決策略

由此可見，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在許多問題。針對上述問題的解決策略，本文將從以下幾個方面進行闡述：

（一） 做好土木工程建筑結(jié)構(gòu)的圖紙設(shè)計

精細的圖紙設(shè)計不僅有利于土木工程施工結(jié)構(gòu)的各個細節(jié)處理，而且方便施工人員了解圖紙的含義，進行正確的施工。在此基礎(chǔ)上，在精細圖紙設(shè)計中，首先需要對圖紙進行詳細描述。其次，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用高標準的圖紙。但是，在使用過程中，相關(guān)人員需要考慮設(shè)計成本等方面，然后選擇最佳的設(shè)計圖紙。

（二）明確地下空間結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計原則

結(jié)合工程地質(zhì)勘查報告提供的具體環(huán)境條件，對地下空間的各方面影響因素進行綜合考慮。具體措施如下： （1）選擇合理的保護層厚度。（2）嚴格按照國家或者地方規(guī)范要求進行計算。（3）選擇合理強度等級的混凝土。（4）控制混凝土的最大水膠比。（5）混凝土應(yīng)均勻攪拌，嚴格控制塌落度損失。（6）混凝土可適當加入外加劑。（7）各節(jié)點位置的防水構(gòu)造措施。另外，在工程造價和施工條件允許的情況下，在結(jié)構(gòu)外部設(shè)置柔性防水層的基礎(chǔ)上，在施工過程中采用一些功能性防水涂料對微裂縫進行封閉，提高了地下結(jié)構(gòu)對迎水面的抗?jié)B性，從而提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。

（三） 對現(xiàn)有的土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計標準進行完善

在土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和工程的最終質(zhì)量，有必要完善現(xiàn)有的設(shè)計標準，結(jié)合我國土木工程建筑行業(yè)的實際情況，引進國外先進的設(shè)計理念。針對土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的誤區(qū)、安全儲備不足等問題，相關(guān)人員需要按規(guī)范及時進行安全設(shè)計調(diào)整，才能在很大程度上提高工程各方面的標準，從而保證工程的最終質(zhì)量。另外，如果在工程建筑結(jié)構(gòu)施工過程中發(fā)現(xiàn)不良問題，應(yīng)及時向有關(guān)主管部門報告，并采取有效措施加以解決，以確保土木工程建筑結(jié)構(gòu)的合理性和科學性^[5]。

五、結(jié)語

總之，土木工程建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個土木工程項目中占有重要地位。作為國家的基礎(chǔ)事業(yè)，它在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全，關(guān)系到國家和社會的穩(wěn)定。因此，針對土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，改進相應(yīng)的對策，提高建筑物的安全性、適用性和耐久性，減少其潛在的安全隱患，是當前造福國家和人民的事，推動建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作邁向更美好的明天。

參考文獻：

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[3]嵇蕾.土木工程建筑結(jié)構(gòu)中的問題與策略分析[J].居舍，2019（27）：93.

[4]文天.土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與對策[J].中外企業(yè)家，2019（24）：86.

[5]齊燕.土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題與策略探析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（16）：142-143.

作者身份證號：211202198510030518